(57)【要約】【課題】バース計画や浜出し計画など、積み地および揚げ地の作業計画と、待機時間の少ない効率的な船舶の運行計画とを同時に立案する船舶運行管理方法および装置を提供することを目的とする。【解決手段】小作業に分割する小作業分割工程と、分割した小作業に必要な作業資源の必要量と占有時間データに基づき、輸送期日と作業順の制約の下で、各小作業に必要な全ての作業資源が使用可能な小作業実施時刻を前詰めで仮設定して輸送順を決定する輸送順仮設定工程と、仮設定した輸送順の一部を変更して新たな輸送順を作成し、その輸送効率の適正さが予め定めた評価基準を満たす時、仮設定した輸送順を新たに作成した輸送順に置き換える処理を繰り返す輸送順探索工程と、該輸送順探索工程を所定の基準により終了して、その時点までに得られた最も評価の高い輸送順を取り出して輸送計画を決定する輸送計画決定工程とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積み地または揚げ地を共有する複数船の所定期間における運行を計画および管理する船舶運行管理方法において、
共有起点（共有する積み地または揚げ地）における作業に始まり、次に前記共有起点に戻るまでの一連の輸送業務を、作業順に従って、小作業に分割する小作業分割工程と、
分割した小作業に必要な作業資源の必要量と占有時間データに基づき、輸送期日と作業順の制約の下で、各小作業に必要な全ての作業資源が使用可能な小作業実施時刻を前詰めで仮設定して輸送順を決定する輸送順仮設定工程と、
仮設定した輸送順の一部を変更して新たな輸送順を作成し、その輸送効率の適正さが予め定めた評価基準を満たす時、先に仮設定した輸送順を新たに作成した輸送順に置き換える処理を繰り返す輸送順探索工程と、
該輸送順探索工程を所定の基準により終了して、その時点までに得られた最も評価の高い輸送順を取り出して輸送計画を決定する輸送計画決定工程と、
を有することを特徴とする船舶運行管理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の船舶運行管理方法において、
前記共有起点を異にする船グループがあり、ある船グループの積み地または揚げ地が、別の共有起点の船グループで積み地または揚げ地として使用されている場合の運用計画について、適用することを特徴とする船舶運航管理方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の船舶運行管理方法において、
定期または不定期のタイミングで輸送作業の実績情報を基に輸送計画を再設定することを特徴とする船舶運行管理方法。
【請求項４】
積み地または揚げ地を共有する複数船の所定期間における運行を計画および管理する船舶運行管理装置において、
共有起点（共有する積み地または揚げ地）における作業に始まり、次に前記共有起点に戻るまでの一連の輸送業務を、作業順に従って、小作業に分割する小作業分割手段と、
分割した小作業に必要な作業資源の必要量と占有時間データに基づき、輸送期日と作業順の制約の下で、各小作業に必要な全ての作業資源が使用可能な小作業実施時刻を前詰めで仮設定して輸送順を決定する輸送順仮設定手段と、
仮設定した輸送順の一部を変更して新たな輸送順を作成し、その輸送効率の適正さが予め定めた評価基準を満たす時、先に仮設定した輸送順を新たに作成した輸送順に置き換える処理を繰り返す輸送順探索手段と、
該輸送順探索手段を所定の基準により終了して、その時点までに得られた最も評価の高い輸送順を取り出して輸送計画を決定する輸送計画決定手段と、
を有することを特徴とする船舶運行管理装置。
【請求項５】
請求項４に記載の船舶運行管理装置において、
前記共有起点を異にする船グループがあり、ある船グループの積み地または揚げ地が、別の共有起点の船グループで積み地または揚げ地として使用されている場合の運用計画について、適用することを特徴とする船舶運航管理装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の船舶運行管理装置において、
定期または不定期のタイミングで輸送作業の実績情報を基に輸送計画を再設定することを特徴とする船舶運行管理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、予め定められた複数の寄港順で所定期間に所定回数の航海を行う複数の船舶の効率的な運行計画および管理を行う船舶運行管理方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工業製品および半製品の輸送において、船による輸送は大きな比重を占めており、効率的な運行計画、管理は重要である。効率的な運行を行うためには、船舶の運行計画の他、バースプランなど積み地および揚げ地の運用も総合的に考慮した計画管理が必要である。これらを個別に最適化する仕組みは見られるが、全体を見て効率的な運行計画を立案し管理することは依然として困難であり、熟練者の判断に委ねられているケースが多い。
【０００３】
従来から、効率的な運行計画を立案し管理する技術が提案されてきている。例えば、特許文献１には、特定の船について予め定めた寄港順選択ルールに基づきシミュレーションベースで複数の運行計画案を作成し、その中で最も判定基準に適合した計画を採用する技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、船舶の運行計画問題を積み地、揚げ地の在庫量制約の下で航海ルートを適切に選択することによりコスト最小化を行う整数計画問題として比較的短期間を対象にモデル化し、各時点での最適解を逐次的につなぎ合わせることにより運行計画を立案する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平０５−１２３０８号公報
【特許文献２】特開２０００−１７２７４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、特定の船の運行計画を対象とするため、複数船が同一積み地や揚げ地で作業競合する可能性が高まるなど、バース計画など船団全体の運行を効率化することに限界があるという問題がある。
【０００６】
また、特許文献２に記載の技術は、その時点時点で最適と思われる運行をつなげていくことにより総合的にコスト最適化を図ろうとするものであるため、先に決めた航海のために後になって積み地および揚げ地で在庫の過不足や船舶の競合・待機等を引き起こす可能性がある。また、積み地および揚げ地の作業休止時間や複数船競合時の待機時間の扱いなど、整数計画問題としての定式化が複雑になるという問題もある。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、バース計画や浜出し計画など、積み地および揚げ地の作業計画と、待機時間の少ない効率的な船舶の運行計画とを同時に立案する船舶運行管理方法および装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１に係る発明は、積み地または揚げ地を共有する複数船の所定期間における運行を計画および管理する船舶運行管理方法において、共有起点（共有する積み地または揚げ地）における作業に始まり、次に前記共有起点に戻るまでの一連の輸送業務を、作業順に従って、小作業に分割する小作業分割工程と、分割した小作業に必要な作業資源の必要量と占有時間データに基づき、輸送期日と作業順の制約の下で、各小作業に必要な全ての作業資源が使用可能な小作業実施時刻を前詰めで仮設定して輸送順を決定する輸送順仮設定工程と、仮設定した輸送順の一部を変更して新たな輸送順を作成し、その輸送効率の適正さが予め定めた評価基準を満たす時、先に仮設定した輸送順を新たに作成した輸送順に置き換える処理を繰り返す輸送順探索工程と、該輸送順探索工程を所定の基準により終了して、その時点までに得られた最も評価の高い輸送順を取り出して輸送計画を決定する輸送計画決定工程と、を有することを特徴とする船舶運行管理方法である。
【０００９】
また本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に記載の船舶運行管理方法において、前記共有起点を異にする船グループがあり、ある船グループの積み地または揚げ地が、別の共有起点の船グループで積み地または揚げ地として使用されている場合の運用計画について、適用することを特徴とする船舶運航管理方法である。
【００１０】
また本発明の請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の船舶運行管理方法において、定期または不定期のタイミングで輸送作業の実績情報を基に輸送計画を再設定することを特徴とする船舶運行管理方法である。
【００１１】
また本発明の請求項４に係る発明は、積み地または揚げ地を共有する複数船の所定期間における運行を計画および管理する船舶運行管理装置において、共有起点（共有する積み地または揚げ地）における作業に始まり、次に前記共有起点に戻るまでの一連の輸送業務を、作業順に従って、小作業に分割する小作業分割手段と、分割した小作業に必要な作業資源の必要量と占有時間データに基づき、輸送期日と作業順の制約の下で、各小作業に必要な全ての作業資源が使用可能な小作業実施時刻を前詰めで仮設定して輸送順を決定する輸送順仮設定手段と、仮設定した輸送順の一部を変更して新たな輸送順を作成し、その輸送効率の適正さが予め定めた評価基準を満たす時、先に仮設定した輸送順を新たに作成した輸送順に置き換える処理を繰り返す輸送順探索手段と、該輸送順探索手段を所定の基準により終了して、その時点までに得られた最も評価の高い輸送順を取り出して輸送計画を決定する輸送計画決定手段と、を有することを特徴とする船舶運行管理装置である。
【００１２】
また本発明の請求項５に係る発明は、請求項４に記載の船舶運行管理装置において、前記共有起点を異にする船グループがあり、ある船グループの積み地または揚げ地が、別の共有起点の船グループで積み地または揚げ地として使用されている場合の運用計画について、適用することを特徴とする船舶運航管理装置である。
【００１３】
さらに本発明の請求項６に係る発明は、請求項４または５に記載の船舶運行管理装置において、定期または不定期のタイミングで輸送作業の実績情報を基に輸送計画を再設定することを特徴とする船舶運行管理装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、船舶運行業務を小作業に分割し、分割した小作業に必要な作業資源の必要量と占有時間データに基づき、小作業実施時刻を前詰めで仮設定して、仮設定した輸送順の一部を変更して新たに作成した輸送順に置き換え、置き換えた輸送順を所定の基準により終了して輸送計画を決定するようにしているので、様々な作業資源の競合や、船舶の待機による非効率を最小限に抑え、船団と積み地または揚げ地設備の円滑な運用が容易に実現可能となる。また、共有起点を異にする船グループのそれぞれが別の船グループと互いに一部の積み地または揚げ地を共有する場合にも適用できるとともに、定期または不定期のタイミングで輸送作業の実績情報を基に輸送計画を再設定するようにしているので、輸送計画と実績に生じるずれの影響を効果的に抑制しつつ効率的な輸送計画を作ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明を実施するための最良の形態について、以下に図面を用いて説明を行う。図１は、本発明の全体処理フローを示す図である。本発明は、主に小作業分割工程(Step01)、輸送順仮設定工程(Step02)、輸送順探索工程(Step03)、および輸送計画決定工程(Step04)の順に処理を行う。共有起点が積み込み地であり、複数の揚げ地のうち一カ所で揚げ作業を行い、共有起点に戻るケースを例にして説明をしていく。なお、船団を構成する各船は、積載重量、航海速度など区別して扱う必要がないものとする。
【００１６】
(1) 小作業分割工程(Step01)
ここでは、共有する積み地もしくは揚げ地（以下、共有起点）における作業に始まり、次に共有起点に戻るまでの一連の輸送業務を、作業順に積み作業、往路航海、揚げ作業、復路航海などのように、小作業に分割する。表１は、小作業と作業資源の対応例を示す表である。ここでは、輸送作業を作業順に、(積み地待機)、積み荷準備、積み荷作業、往路航海、(積み地待機)、揚げ作業、および復路航海の小作業を挙げて、それぞれの小作業で使用する作業資源を示したものである。
【００１７】
【表１】
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輸送船が到着し、積み作業を開始するまでに、積み荷準備設備を用いた準備作業が行われる。輸送船が到着すると積み地バースに着岸し、クレーンなどの積み荷設備を用いて積荷作業が行われる。この間、着岸中のバースに他の輸送船は着岸できない。ここで、積み地バースと積荷設備を別個の作業資源として定義したのは、例えば積荷作業中に作業休憩時間等で作業が中断した場合も、輸送船は積み地バースに着岸したままとなっているからである。揚げ地でのバース、揚げ荷設備についても同様である。
【００１８】
輸送船は揚開始されるまでの間は待機時間となり、輸送船は使用され続ける。復路航海が終了した後、積荷作業が開始されるまでの間、船は待機状態となる。輸送船の復路航海と、積み地における次の積荷準備作業は時間的に平行して作業可能である。積み地におけるバースや輸送船など、それぞれの設備は複数あってもよい。
【００１９】
(2) 輸送順仮設定工程(Step02)
ここでは、各小作業に必要な設備、要員、場所などの作業資源の必要量と占有時間データに基づき、輸送期日と作業順の制約の下で各小作業に必要な全ての作業資源が使用可能な小作業実施時刻を前詰めで設定する。
【００２０】
輸送船の点検や揚げ地および積み地の休日など、それぞれの作業設備は定期、不定期の非稼働時間帯が定義される。ある時間帯に稼働可能なの設備能力を、設備１台あたり１、非稼働であれば０と定義する。例えばある時間帯に輸送船が航海中とすると、その時間帯の輸送船作業資源の使用量は１である。ある時間帯に稼働可能な船資源が２であれば、それを超えた作業割付はできない、といった形で使用する。
【００２１】
１航海（積荷作業から復路航海まで）の間、船資源の使用量は１である。航海の最初、積み作業では作業時間の間積荷設備の使用量が１、積荷作業の休憩時間等を含め、積荷作業の開始から終了までの間、積み地バース資源の使用量も１である。輸送船の入港準備、出港準備時間を考慮する場合も積み地バース使用時間に組み込むことが可能である。
【００２２】
なお、積み地と揚げ地が同一の航海が複数ある場合は、その航海順を予め順序づけておく。その際、特定の航海の最早開始可能日時、最遅終了日時に制約がある場合、あわせて設定しておく。
【００２３】
図２は、作業資源制約とガントチャートの例を示す図である。この例では、資源として、倉庫から岸壁に輸送する「浜出し設備」と、岸壁から船に荷積みする「積み荷設備」と、海上を輸送する船である「海上運搬設備」と、船から荷を降ろす「降し荷設備」(ここでは、降し荷設備AおよびBの２種)を対象としている。各資源には、それぞれ利用可能または不可能を表す太線で示した資源制約がある。
【００２４】
輸送計画順は、航海単位の作業を、図２のようなガントチャートに書き込んでいく順番として定義する。輸送業務は、例えば、「浜出し」後矢印で順に示すように「荷積み」、「往路A」、「荷降しA」、そして「復路A」のように前後関係を持ちながら進行していく。このように定義したある航海の作業時間は、それまでにガントチャートに書き込まれた輸送作業を変えることなく、航海中の流れに沿って各小作業を最も早い時間タイミングで実施できるように決めていく。
【００２５】
(3) 輸送順探索工程(Step03)
前ステップで決められた輸送計画案に対し、その輸送計画順（ガントチャートに書き込んでいく順番）を一定の規則で変更して代替輸送案を作成する。図３は、輸送順変更方法の例を示す図である。ここで示す例は、輸送計画順にある一つの航海をどこか別の順序位置へ移し替えるものであり、具体的には図２の「荷積み」同士を入れ替えるものである。移し替える対象の航海と移し先の全ての組み合わせを評価して、最も評価のよい輸送計画案へ変更する手順を繰り返す。この場合、総航海数をｎとすると、移し替える対象の航海と移し先の全ての組み合わせ試行数は、ｎ＊（ｎ−１）となる。このような手順で輸送計画案の改善が進まなくなった場合は、別の初期輸送計画案を作成し、上記手順を繰り返して行くこともある。
【００２６】
(4) 輸送計画決定工程(Step04)
十分に効率的な輸送計画ができたと判断されるか、または予め定めた処理時間を超えたと判断されるなど、所定の計画終了基準により計画作業を終了し、それまでに作成された輸送計画の内から最良のものを取り出して輸送計画として確定する。
【００２７】
なお、共有起点を異にする船グループが複数あり、ある船グループの積み地または揚げ地が、別の共有起点の船グループで積み地または揚げ地として使用されている場合にも、本発明は適用可能である。図４は、ある船グループの積み地または揚げ地が、別の共有起点の船グループで積み地または揚げ地として使用されている場合の例を示す図である。この例では、船グループAが、Aを共有起点にして、港１〜港２〜港３〜共有起点Aに戻る輸送経路であり、船グループBが、Bを共有起点にして、港４〜港３〜港５〜港６〜共有起点Bに戻る輸送経路をとる。この場合、港３は船グループAと船グループBで同じ積み地または揚げ地となっており、船グループAと船グループBをいっしょにして、本発明の適用対象にするものである。この例では、船グループCは、船グループAと船グループBとも積み地または揚げ地を共有していないので、単独で運用計画を組むことになる。
【００２８】
さらに、本発明は、定期または不定期のタイミングで輸送作業の実績情報を基に輸送計画の再設定に利用すると、輸送計画と実績に生じるずれの影響を効果的に抑制しつつ効率的な輸送計画を作ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の全体処理フローを示す図である。
【図２】作業資源制約とガントチャートの例を示す図である。
【図３】輸送順変更方法の例を示す図である。
【図４】ある船グループの積み地または揚げ地が、別の共有起点の船グループで積み地または揚げ地として使用されている場合の例を示す図である。
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図２】
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